(57)【要約】フェムトセル（２００）の温度を制御する方法（５００）は、フェムトセルのデータ処理ハードウェア（２１０）において、フェムトセルのデータ処理ハードウェアまたは電力増幅器（２２０）のうちの少なくとも一方の温度を測定するように構成された温度センサ（２３０）から温度測定値（２３２）を受信することを含む。方法は、データ処理ハードウェアにより、フェムトセルが閾値温度より上で動作しているかどうかを温度測定値に基づいて判定することをさらに含む。フェムトセルが閾値温度より上で動作している場合、方法は、データ処理ハードウェアにより、データ処理ハードウェアまたは電力増幅器のうちの少なくとも一方の電力消費低減をもたらすフェムトセルの電力消費特性の修正を行うことを含む。
2019523611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェムトセル（２００）のデータ処理ハードウェア（２１０）において、前記フェムトセル（２００）のデータ処理ハードウェア（２１０）または電力増幅器（２２０）のうちの少なくとも一方の温度を測定するように構成された温度センサ（２３０）から温度測定値（２３２）を受信すること、
前記データ処理ハードウェア（２１０）により、前記フェムトセル（２００）が閾値温度より上で動作しているかどうかを前記温度測定値（２３２）に基づいて判定すること、
前記フェムトセル（２００）が前記閾値温度より上で動作している場合、前記データ処理ハードウェア（２１０）により、前記データ処理ハードウェア（２１０）または前記電力増幅器（２２０）のうちの少なくとも一方の電力消費低減をもたらす前記フェムトセル（２００）の電力消費特性の修正を行うこと
を含む方法（５００）。
【請求項２】
前記電力消費特性の修正を行うことは、ユーザ機器（１３０）と通信するための物理ダウンリンク共有チャネル周波数リソースおよび物理アップリンク共有チャネル周波数リソースのうちの少なくとも一方を低減することを含む、請求項１に記載の方法（５００）。
【請求項３】
前記物理ダウンリンク共有チャネル周波数リソースを低減することは、対応するダウンリンク通信フレーム（４００）のダウンリンクサブフレーム（４１０、４１０ｄ）につき、より少ない数のユーザ機器（１３０）をスケジューリングすることを含み、前記ユーザ機器（１３０）と通信するための前記物理アップリンク共有チャネル周波数リソースを低減することは、対応するアップリンク通信フレーム（４００）のアップリンクサブフレーム（４１０、４１０ｕ）につき、より少ない数のユーザ機器（１３０）をスケジューリングすることを含む、請求項２に記載の方法（５００）。
【請求項４】
前記物理ダウンリンク共有チャネル周波数リソースおよび前記物理アップリンク共有チャネル周波数リソースのうちの少なくとも一方を低減することは、ユーザ機器（１３０）につき、より少ない数のリソースブロック（４４０）をスケジューリングすることを含む、請求項２に記載の方法（５００）。
【請求項５】
前記電力消費特性の修正を行うことは、前記電力増幅器（２２０）のパワースペクトル密度を低減することを含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法（５００）。
【請求項６】
前記パワースペクトル密度は、物理ダウンリンク共有チャネルの尺度である、請求項５に記載の方法（５００）。
【請求項７】
前記電力消費特性の修正を行うことは、前記フェムトセル（２００）と通信しているユーザ機器（１３０）の数を低減することを含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法（５００）。
【請求項８】
前記電力消費特性の修正を行うことは、前記フェムトセル（２００）と通信している１つまたは複数のユーザ機器（１３０）の受信モードを不連続モードに変更することを含む、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法（５００）。
【請求項９】
前記電力消費特性の修正を行うことは、前記フェムトセル（２００）の送信デューティサイクルを低減することを含む、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法（５００）。
【請求項１０】
前記電力消費特性の修正を行うことは、前記フェムトセル（２００）の受信デューティサイクルを低減することを含む、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法（５００）。
【請求項１１】
フェムトセル（２００）であって、
電力増幅器（２２０）と、
データ処理ハードウェア（２１０）と、
前記データ処理ハードウェア（２１０）または前記電力増幅器（２２０）の少なくとも一方の温度を測定するように構成された温度センサ（２３０）と、
前記データ処理ハードウェア（２１０）と通信するメモリハードウェア（２１２）と
を備え、前記メモリハードウェア（２１２）は、前記データ処理ハードウェア（２１０）上で実行されると、前記データ処理ハードウェア（２１０）に動作を実施させる命令を格納しており、前記動作は、
前記温度センサ（２３０）から温度測定値（２３２）を受信すること、
前記フェムトセル（２００）が閾値温度より上で動作しているかどうかを前記温度測定値（２３２）に基づいて判定すること、
前記フェムトセル（２００）が前記閾値温度より上で動作している場合、前記データ処理ハードウェア（２１０）または前記電力増幅器（２２０）のうちの少なくとも一方の電力消費低減をもたらす電力消費特性の修正を行うこと
を含む、フェムトセル（２００）。
【請求項１２】
前記電力消費特性の修正を行うことは、ユーザ機器（１３０）と通信するための物理ダウンリンク共有チャネル周波数リソースおよび物理アップリンク共有チャネル周波数リソースのうちの少なくとも一方を低減することを含む、請求項１１に記載のフェムトセル（２００）。
【請求項１３】
前記物理ダウンリンク共有チャネル周波数リソースを低減することは、対応するダウンリンク通信フレーム（４００）のダウンリンクサブフレーム（４１０、４１０ｄ）につき、より少ない数のユーザ機器（１３０）をスケジューリングすることを含み、前記ユーザ機器（１３０）と通信するための前記物理アップリンク共有チャネル周波数リソースを低減することは、対応するアップリンク通信フレーム（４００）のアップリンクサブフレーム（４１０、４１０ｕ）につき、より少ない数のユーザ機器（１３０）をスケジューリングすることを含む、請求項１２に記載のフェムトセル（２００）。
【請求項１４】
前記物理ダウンリンク共有チャネル周波数リソースおよび前記物理アップリンク共有チャネル周波数リソースのうちの少なくとも一方を低減することは、ユーザ機器（１３０）につき、より少ない数のリソースブロック（４４０）をスケジューリングすることを含む、請求項１２に記載のフェムトセル（２００）。
【請求項１５】
前記電力消費特性の修正を行うことは、前記電力増幅器（２２０）のパワースペクトル密度を低減することを含む、請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載のフェムトセル（２００）。
【請求項１６】
前記パワースペクトル密度は、物理ダウンリンク共有チャネルの尺度である、請求項１５に記載のフェムトセル（２００）。
【請求項１７】
前記電力消費特性の修正を行うことは、前記フェムトセル（２００）と通信しているユーザ機器（１３０）の数を低減することを含む、請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載のフェムトセル（２００）。
【請求項１８】
前記電力消費特性の修正を行うことは、前記フェムトセル（２００）と通信している１つまたは複数のユーザ機器（１３０）の受信モードを不連続モードに変更することを含む、請求項１１乃至１７のいずれか一項に記載のフェムトセル（２００）。
【請求項１９】
前記電力消費特性の修正を行うことは、前記フェムトセル（２００）の送信デューティサイクルを低減することを含む、請求項１１乃至１８のいずれか一項に記載のフェムトセル（２００）。
【請求項２０】
前記電力消費特性の修正を行うことは、前記フェムトセル（２００）の受信デューティサイクルを低減することを含む、請求項１１乃至１９のいずれか一項に記載のフェムトセル（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、セルラー基地局の温度を制御することに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信ネットワークは、音声、ビデオ、パケットデータ、メッセージング、およびブロードキャストなどの通信コンテンツを提供する。無線通信ネットワークは、複数のキャリア上での動作をサポートすることができ、各キャリアは、キャリアの動作を記述するシステム情報に関連付けられ、通信に使用される周波数の範囲を含む。ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）ネットワークは、ユーザ機器（ＵＥ）、および例えば地上基地局および高高度プラットフォーム（ＨＡＰ）などの通信端末に高速データの無線通信を提供する。ＬＴＥネットワークは、コアネットワークの改良と共に異なる無線インターフェースを使用することによって既存の無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）技術の容量および速度を増大させる。無線通信ネットワークは、複数のＵＥに対する通信をサポートすることができる複数の通信端末を含むことができる。携帯端末（例えば、ＵＥ）は、ダウンリンクおよび任意選択でアップリンクを介して通信端末と通信することができる。
【０００３】
一般に、電気通信では、フェムトセル（スモールセルとも呼ばれる）は、典型的には家庭やホテルなどの小さな事業所で使用するために設計された小型の低電力セルラー基地局である。フェムトセルは、通常は、例えばブロードバンド接続を介してサービスプロバイダのネットワークに接続する。フェムトセルの使用は、大抵、モバイル事業者および消費者の両方に利益をもたらす。モバイル事業者にとって、フェムトセルは、特に屋内でのカバレッジおよび容量の両方を向上させることが可能である。フェムトセルがギャップを埋め、建物を通る信号の損失を排除できるため、カバレッジが改善される。メインネットワークセルを使用しようとしている電話機の数を減らし、ユーザのネットワークから（インターネット経由の）事業者のインフラストラクチャへのトラフィックの負荷を減らすことで、容量が改善される。事業者のプライベートネットワーク（マイクロ波リンクなど）を使用する代わりに、モバイル事業者はインターネットを使用し得る。特定の条件下では、フェムトセルは高温になる可能性がある。高温を緩和するために、（例えば、熱を消散させるために）比較的大きなヒートシンクをフェムトセルに適用することが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フェムトセルにヒートシンクを追加することは、一般に実用的なフォームファクタを増大させ、フェムトセルの工業デザインに影響を与える。さらに、ヒートシンクはフェムトセルの全体的なコストも増加させる。これらの問題は両方とも、空中装置での使用から狭い場所での使用まで、さまざまな用途でフェムトセルの使用を妨げる可能性がある。本開示は、ヒートシンクなどの追加の熱放散手段を必要とせずにフェムトセルの使用を管理することによってフェムトセルの温度を調整するための解決策を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様は、フェムトセルの温度を制御する方法を提供する。方法は、フェムトセルのデータ処理ハードウェアにおいて、フェムトセルのデータ処理ハードウェアまたは電力増幅器のうちの少なくとも一方の温度を測定するように構成された温度センサから温度測定値を受信することを含む。方法は、データ処理ハードウェアにより、温度測定値に基づいて、フェムトセルが閾値温度より上で動作しているかどうかを判定することをさらに含む。フェムトセルが閾値温度より上で動作している場合、方法は、データ処理ハードウェアにより、データ処理ハードウェアまたは電力増幅器のうちの少なくとも一方の電力消費低減をもたらすフェムトセルの電力消費特性の修正を行うことを含む。
【０００６】
本開示の実装形態は、以下の任意選択の特徴のうちの１つまたは複数を含み得る。いくつかの実装形態では、電力消費特性の修正を行うことは、ＵＥと通信するための物理ダウンリンク共有チャネル周波数リソースおよび／または物理アップリンク共有チャネル周波数リソースを低減することを含む。いくつかの例では、物理ダウンリンク共有チャネル周波数リソースを低減することは、対応するダウンリンク通信フレームのダウンリンクサブフレームにつき、より少ない数のＵＥをスケジューリングすること（たとえば、現在ダウンリンクサブフレームに対しスケジューリングされているよりも少ない数のＵＥをスケジューリングすること）を含む。同様に、ＵＥと通信するための物理アップリンク共有チャネル周波数リソースを低減することは、対応するアップリンク通信フレームのアップリンクサブフレームにつき、より少ない数のＵＥをスケジューリングすることを含み得る。
【０００７】
いくつかの実装形態では、物理ダウンリンク共有チャネル周波数リソースおよび／または物理アップリンク共有チャネル周波数リソースを低減することは、ＵＥにつき、より少ない数のリソースブロックをスケジューリングすることを含む。各通信フレームはサブフレームを含み、サブフレームはリソースブロックを含む。
【０００８】
さらなる実装形態では、電力消費特性の修正を行うことは、電力増幅器のパワースペクトル密度を低減することを含む。パワースペクトル密度は、物理ダウンリンク共有チャネルの尺度（measure）である。
【０００９】
さらに追加の実装形態では、電力消費特性の修正を行うことは、フェムトセルと通信しているＵＥの数を低減することを含む。例えば、方法は、ＵＥからのアクセス要求を拒否することを含み得る。
【００１０】
いくつかの実装形態では、電力消費特性の修正を行うことは、フェムトセルと通信する１つまたは複数のＵＥの受信モードを間欠受信モードなどの不連続モードに変更することを含む。追加または代替として、電力消費特性の修正を行うことは、フェムトセルの送信デューティサイクルおよび／または受信デューティサイクルを低減することを含み得る。
【００１１】
本開示の別の態様は、電力増幅器と、データ処理ハードウェアと、温度センサと、データ処理ハードウェアと通信するメモリハードウェアとを含むフェムトセルを提供する。温度センサは、データ処理ハードウェアまたは電力増幅器のうちの少なくとも一方の温度を測定するように構成されている。メモリハードウェアは、データ処理ハードウェア上で実行されると、データ処理ハードウェアに動作を実施させる命令を格納している。動作は、温度センサから温度測定値を受信すること、温度測定値に基づいてフェムトセルが閾値温度より上で動作しているかどうかを判定すること、フェムトセルが閾値温度より上で動作している場合、データ処理ハードウェアまたは電力増幅器のうちの少なくとも一方の電力消費低減をもたらす電力消費特性の修正を行うことを含む。
【００１２】
この態様は、以下の任意選択の特徴のうちの１つまたは複数を含み得る。いくつかの実装形態では、電力消費特性の修正を行うことは、ＵＥと通信するための物理ダウンリンク共有チャネル周波数リソースおよび／または物理アップリンク共有チャネル周波数リソースを低減することを含む。いくつかの例では、物理ダウンリンク共有チャネル周波数リソースを低減することは、対応するダウンリンク通信フレームのダウンリンクサブフレームにつき、より少ない数のＵＥをスケジューリングすることを含む。同様に、ＵＥと通信するための物理アップリンク共有チャネル周波数リソースを低減することは、対応するアップリンク通信フレームのアップリンクサブフレームにつき、より少ない数のＵＥをスケジューリングすることを含み得る。
【００１３】
いくつかの実装形態では、物理ダウンリンク共有チャネル周波数リソースおよび／または物理アップリンク共有チャネル周波数リソースを低減することは、ＵＥにつき、より少ない数のリソースブロックをスケジューリングすることを含む。各通信フレームは、リソースブロックを含むサブフレームを含む。
【００１４】
さらなる実装形態では、電力消費特性の修正を行うことは、電力増幅器のパワースペクトル密度を低減することを含む。パワースペクトル密度は、物理ダウンリンク共有チャネルの尺度である。
【００１５】
さらに追加の実装形態では、電力消費特性の修正を行うことは、フェムトセルと通信しているＵＥの数を低減することを含む。例えば、方法は、ＵＥからのアクセス要求を拒否することを含み得る。
【００１６】
いくつかの実装形態では、電力消費特性の修正を行うことは、フェムトセルと通信している１つまたは複数のＵＥの受信モードを間欠受信モードなどの不連続モードに変更することを含む。追加または代替として、電力消費特性の修正を行うことは、フェムトセルの送信デューティサイクルおよび／または受信デューティサイクルを低減することを含み得る。
【００１７】
本開示の１つまたは複数の実装形態の詳細は、添付の図面および以下の説明に記載されている。他の態様、特徴、および利点は、説明および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】例示的な通信システムの概略図である。
【図２】例示的なフェムトセルの概略図である。
【図３】図２の例示的スケジューラの全体図である。
【図４Ａ】フェムトセルの時分割複信モードのための例示的なフレーム構造の概略図である。
【図４Ｂ】フェムトセルの周波数分割複信モードのための例示的なフレーム構造の概略図である。
【図５】セルラー基地局の温度を制御する方法のための動作の例示的な構成を提供するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
様々な図面中の同様の参照記号は、同様の要素を示す。
図１を参照すると、いくつかの実装形態では、通信システム１００は、１つまたは複数の基地局１２０、１２０ａ〜ｎを有するモバイル事業者ネットワーク１１０を含む。いくつかの例では、基地局１２０は、進化型ノードＢ（Evolved node B）（ｅノードＢまたはｅＮＢとも呼ばれる）である。ｅＮＢは、モバイル事業者ネットワーク１１０に接続し、対応するユーザ１０のうちの１つまたは複数のユーザ機器（ＵＥ）１３０と直接通信するハードウェアである。本明細書で使用されるとき、用語ＵＥ１３０および「携帯端末」は互換的に使用される。いくつかの実装形態では、ｅＮＢ１２０は別個のコントローラ要素を持たず、したがって、モバイル事業者ネットワークのアーキテクチャを単純化する。ＵＥ１３０と通信している基地局１２０は、そのサービングｅＮＢ１２０として知られており、ＵＥ１３０へ／から無線データを送信／受信するために使用される。
【００２０】
モバイル事業者ネットワーク１１０は、それぞれがモバイル事業者ネットワーク１１０のカバレッジ範囲を定義する１つまたは複数のマクロセル、フェムトセル、ピコセル、またはマイクロセルを含み得る。示されている例では、モバイル事業者ネットワーク１１０は、１つまたは複数のフェムトセル２００、２００ａ〜ｎを含む。ホームｅノードＢ（ＨｅＮＢ）は、フェムトセルまたはスモールセルに対する３ＧＰＰの用語である。一般に、フェムトセル２００は、セルラーアクセスが制限されているかまたは全くないエリアでセルラーアクセスを提供する低電力無線基地局である。フェムトセル２００は、典型的には、家庭または小企業などの施設２０で使用するために設計されており、クローズド加入者グループ（closed subscriber group：ＣＳＧ）に属する。フェムトセル２００は、ライセンスされたスペクトルで動作し、モバイル事業者ネットワーク１１０などのインターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワークを介して携帯電話トラフィックをルーティングするように構成されたアクセスポイントであってよい。フェムトセル２００は、ブロードバンド１４０（ケーブルモデムまたはデジタル加入者線）に接続され、完全な音声およびデータサービスをＵＥ１３０、例えば、登録され、フェムトセルカバレッジ２０２内にある携帯電話またはＰＤＡなどの標準モバイル機器２０２に提供し、当該フェムトセルカバレッジ２０２は限られた範囲であり得る（例えば、一般に１０メートル未満）。設置の負担を軽減するために、フェムトセル２００は、他の機能の中でもとりわけ、インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）の自動検出、自動登録、モバイル事業者ネットワーク１１０への認証、自己アップグレード、位置確認、および送信電力調整を含むことのできる機能を備えた、ユーザフレンドリーかつプラグアンドプレイであるように設計されることが可能である。フェムトセル２００は、既存のマクロセルカバレッジを改善するためにのみ使用される、信号ブースターと一般に呼ばれる中継器と混同されるべきではない。
【００２１】
いくつかの実装形態では、フェムトセル２００はロングタームエボリューション（ＬＴＥ）フェムトセルである。ＬＴＥは、携帯電話およびデータ端末用の高速データの無線通信のための規格である。ＬＴＥは、移動通信のためのグローバルシステム／ＧＳＭ（登録商標）進化のための拡張データレート（ＧＳＭ／ＥＤＧＥ）およびユニバーサル移動通信システム／高速パケットアクセス（ＵＭＴＳ／ＨＳＰＡ）ネットワーク技術に基づいている。ＬＴＥは、コアネットワークの改善に加えて、異なる無線インターフェースを使用することによって電気通信の容量および速度を増大させるように構成されている。ＬＴＥは、１．４ＭＨｚから２０ＭＨｚまでのスケーラブルなキャリア帯域幅をサポートし、周波数分割複信（ＦＤＤ）および時分割複信（ＴＤＤ）の両方をサポートする。ＬＴＥネットワークは、地球上に位置する通信端末に関連する地上ネットワーク、地球上に位置しない通信端末に関連する非地上ネットワーク、またはＬＴＥをサポートし、地上および非地上ネットワークの両方を含むネットワークを含むことができる。
【００２２】
図２は、例示的なフェムトセル２００の概略図を提供する。いくつかの実装形態では、フェムトセル２００は、メモリハードウェア２１２と通信し、電源（たとえば、ＡＣ１１０Ｖまたは２２０Ｖ）から電力を受け取る電力増幅器２２０によって電力供給されるデータ処理ハードウェア２１０を含む。データ処理ハードウェア２１０および電力増幅器２２０は、一般に使用中に熱を放出する。フェムトセル２００の温度レベルを管理するために、データ処理ハードウェア２１０は、温度センサ２３０と通信し、メモリハードウェア２１２に格納された命令に基づいてＭＡＣスケジューラ３００（例えば、ＬＴＥＭＡＣスケジューラ）を実行することができ、これは、温度センサ２３０から受信した１つまたは複数の温度測定値２３２に基づいて調整２５０（例えば、送信（ＴＸ）電力／周波数、リソース／タイムスロット調整）を決定する。ＭＡＣスケジューラ３００は、他のＬＴＥネットワーク構成要素から受信した情報に従って、各ＵＥ１３０が任意の所与の瞬間にどれだけの帯域幅を受信するかを決定するという点において、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調を制御する。ＯＦＤＭは、データを、単一のチャネルにわたる隣接する周波数上の、データストリームとしても知られる小さいサブキャリアに分割する。ＯＦＤＭは、シングルキャリア変調技術を介するよりも、より高いレートでより多くのデータを送信することを可能にする。また、ＯＦＤＭは、干渉、雑音、またはマルチパスなどの現象を他の変調方法よりもはるかに効率的に処理する。
【００２３】
そのリソース割り当て決定を行うために、ＭＡＣスケジューラ３００は、ポリシーおよびサービス品質（ＱｏＳ）データ２６２などの情報を、ポリシーおよび課金ルール機能（Policy and Charging Rules Function：ＰＣＲＦ）２６０から受信することができる。ＱｏＳデータ２６２は、最小保証帯域幅、最大許容帯域幅、パケット損失率、ユーザの相対的優先度などを含み得る。ＭＡＣスケジューラ３００は、無線チャネル品質、対応する信号の強度または弱さ、および／または追加の情報に関するメッセージ１３２をＵＥ１３０から受信することもできる。ＭＡＣスケジューラ３００は、無線チャネル品質、雑音および干渉などに関して、データ処理ハードウェア２１０と通信している無線サブシステム２７０から測定値２７２を受信することができる。さらに、ＭＡＣスケジューラ３００は、どのくらいのデータが送信を待ってキューに入れられるかについてのバッファステータス２８２を上位層２８０から受信することができる。
【００２４】
ＭＡＣスケジューラ
さらに図３を参照すると、ＭＡＣスケジューラ３００は、入力変数、すなわち温度センサ２３０から出力された１つまたは複数の温度測定値２３２を受信する。１つまたは複数の温度測定値２３２を受信することに応答して、ＭＡＣスケジューラ３００は、温度分析機能３１０を実行し、これはメモリハードウェア２１２に格納され得る。いくつかの実装形態では、温度分析機能３１０は、温度測定値２３２が閾値を超えるかどうかを判定する、比較および／またはフィルタリング動作である。温度測定値２３２が閾値を超えると、ＭＡＣスケジューラ３００は、フェムトセル２００が許容動作範囲外（例えば、許容温度範囲外）で動作していることを認識する。したがって、ＭＡＣスケジューラ３００は、１つまたは複数の温度管理機能３２０を実装して、送信電力を低減し、周波数リソースを修正し、および／またはタイムスロットを調整することによって、フェムトセル２００の電力消費を低減する。温度分析機能３２０は、温度測定値２３２の平均化を実行して、誤判定の閾値を減らすこともできる。
【００２５】
温度管理機能３２０は、周波数リソース機能３２０ａ、パワースペクトル機能３２０ｂ、アドミッションコントロール機能３２０ｃ、不連続モード機能３２０ｄ、およびスロットル機能３２０ｅのうちの任意の１つまたは組み合わせであり得る。これらの機能は、単独でまたは組み合わせて、フェムトセル２００の電力消費特性を修正し、それによってフェムトセル２００の電力消費を低減するように構成されている。ＭＡＣスケジューラ３００は、１つまたは複数の周波数リソース機能３２０、３２０ａ〜ｅを使用してフェムトセル２００の調整２５０を実施する。
【００２６】
図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、通信システム１００が同期を維持し、基地局またはｅＮｏｄｅＢ１２０とＵＥ１３０との間で搬送される異なるタイプの情報を管理するために、通信システム１００は、進化型ＵＭＴＳ地上無線アクセス（Ｅ−ＵＴＲＡ）、すなわちエアインタフェースのための定義されたＬＴＥフレームおよびサブフレーム構造を有する。ＬＴＥのためのフレーム構造は、時分割複信（ＴＤＤ）モードと周波数分割複信（ＦＤＤ）モードとの間で相違しており、これは、送信されたデータを分離することに関して異なる要件があるからである。ＦＤＤモードの場合、図４Ａに示すように、ＬＴＥフレーム４００、４００ａは１０ｍｓの全長を有し、これは１０個のサブフレーム４１０と２０個の個別のスロット４２０に分割され、各サブフレーム４１０は２つのスロット４２０を含む。ＴＤＤモードの場合、図４Ｂに示すように、１０ｍｓの長さのＬＴＥフレーム４００、４００ｂは、それぞれ５ｍｓの長さの２つのハーフフレーム４０２を含む。さらに、各ハーフフレーム４０２は、それぞれ１ｍｓの長さの５つのサブフレーム４１０にさらに分割される。サブフレーム４１０は、３つのフィールド、すなわちダウンリンクパイロットタイムスロット（ＤｗＰＴＳ）４３０ｄ、ガード期間（ＧＰ）４３０ｇ、およびアップリンクパイロットタイムスロット（ＵｐＰＴＳ）４３０ｕを含む特別なサブフレーム４３０に分割されてもよい。各モードにおいて、サブフレーム４１０は、ダウンリンクサブフレーム４１０ｄまたはアップリンクサブフレーム４１０ｕとして指定されることができる。
【００２７】
通信システム１００は、様々な「チャネル」を使用して、異なるタイプのデータの転送を分離し、データの順序正しく定義された分離を可能にするＬＴＥプロトコル構造内の上位層へのインターフェースを提供する。一般に、さまざまなデータチャネルをグループ化することができる３つのカテゴリ、すなわち、ユーザデータおよび制御メッセージを搬送する送信チャネルである物理チャネルと、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）およびより上位のレイヤへの情報転送のための物理レイヤトランスポートチャネルであるトランスポートチャネルと、ＬＴＥプロトコル構造内のＭＡＣ層にサービスを提供する論理チャネルとがある。物理チャネルは、ダウンリンクチャネルまたはアップリンクチャネルのいずれかである。ダウンリンクチャネルは、物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）および物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）を含み得る。ＰＢＣＨは、ネットワーク（通信システム１００）にアクセスする必要があるＵＥ１３０のためのシステム情報を搬送する。例えば、ＰＢＣＨは、ダウンリンクシステム帯域幅、物理ハイブリッドＡＲＱインジケータチャネル（ＰＨＩＣＨ）構造、およびシステムフレーム番号の最上位８ビットなど、フェムトセル２００の初期アクセスに必要な限られた数のパラメータをブロードキャストする。ＰＤＳＣＨは、一般に、動的かつ日和見主義的にＵＥ１３０に割り当てられる主なデータ搬送チャネルである。ＰＤＳＣＨは、物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）上で送信されないブロードキャスト情報を送信するためにも使用される。ブロードキャスト情報は、システム情報ブロック（ＳＩＢ）およびページング＆無線リソース制御（ＲＲＣ）シグナリングメッセージを含み得る。ＰＤＳＣＨは、アプリケーションデータを転送するためにも使用され得る。アップリンク側では、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）は、一般に、ＲＲＣシグナリングメッセージ、アップリンク制御情報（ＵＣＩ）およびアプリケーションデータを搬送するために使用される。また、ＰＵＳＣＨは、一般にアップリンクＲＲＣメッセージを搬送する。
【００２８】
図３も参照すると、周波数リソース機能３２０ａは、ＵＥ１３０と通信するときに、ダウンリンクおよび／またはアップリンクによって使用される周波数リソースを低減する。いくつかの実装形態では、周波数リソース機能３２０ａは、ＰＤＳＣＨおよび／またはＰＵＳＣＨによって使用される複数の周波数リソースを減らす。例えば、周波数リソース機能３２０ａは、ＭＡＣスケジューラ３００に、ダウンリンクサブフレーム４１０ｄまたはアップリンクサブフレーム４１０ｕにつき、より少ないＵＥ１３０をスケジューリングさせる。追加の例では、ＭＡＣスケジューラ３００は、周波数リソース機能３２０ａを実装するときに、ダウンリンクおよび／またはアップリンクの各々についてＵＥ１３０ごとに低減された数のリソースブロックをスケジューリングする。図４Ａおよび図４Ｂを再び参照すると、リソースブロック４４０は、ＵＥ１３０に割り当てることができるリソースの最小単位である。例えば、ＦＤＤモードの場合、リソースブロック４４０は、周波数が１８０ｋＨｚの幅で、時間が１スロットの長さであり得る。さらに、いくつかの例では、周波数において、リソースブロック４４０は、１２×１５ｋＨｚサブキャリアまたは２４×７．５ｋＨｚサブキャリア幅のいずれかであり得る。ほとんどのチャネルおよび信号についてリソースブロック４４０ごとに使用されるサブキャリアの数は、１２サブキャリアである。前述のように、ＰＤＳＣＨは、ＵＥ１３０に送信されているデータを含む。全てのリソースブロック４４０は割り当てに利用可能であるが、制御チャネルのために予約されていないサブキャリアのみがデータを搬送するために利用可能である。図示のように、ＵＥ１３０は、リソースブロック４４０の矩形領域を割り当てられ、それらの位置でそれらのデータを見つけることを期待する。割り当ては、周波数ヌルなどのチャネル効果に対処するために各ハーフフレームを変更することができる。ＰＤＳＣＨ上の周波数リソースの低減は、フェムトセル２００の送信電力を減少させる。ＰＵＳＣＨ上の周波数リソースの低減は、データ処理ハードウェア２１０上の計算負荷を軽減する。
【００２９】
パワースペクトル機能３２０ｂは、電力増幅器２２０のパワースペクトル密度を低減する。いくつかの例では、ＭＡＣスケジューラ３００は、ＰＤＳＣＨ上のパワースペクトル密度を低減する。パワースペクトル密度の低減は、共通の基準信号パワーに対するものである。パワースペクトル密度は、周波数領域における信号のパワー強度の尺度である。実際には、パワースペクトル密度は、信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）スペクトルから計算される。パワースペクトル密度は、信号の振幅対周波数成分を特徴付けるのに便利な方法を提供する。
【００３０】
アドミッションコントロール機能３２０ｃは、フェムトセル２００と通信するＵＥ１３０の数を減らす。その結果、ＭＡＣスケジューラ３００は、ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨの両方でフェムトセル２００の帯域幅を解放する。いくつかの例では、ＭＡＣスケジューラ３００は、ＵＥ１３０からのアクセス要求を拒否する。
【００３１】
不連続モード機能３２０ｄは、ＵＥ１３０の受信モードを不連続モードに変更する。ＵＥ１３０は、ＭＡＣスケジューラ３００によって不連続モードに置かれる。間欠受信モードは、接続型間欠受信（discontinuous reception：ＤＲＸ）モードまたはアイドルＤＲＸモードであってもよい。間欠受信モードは、データ処理ハードウェア２１０のスケジュール計算負荷、データ処理ハードウェア２１０による受信処理計算、およびフェムトセル２００の送信電力を低減する。ＤＲＸモードは、送信がどのように構成されているかに関連し得る。例えば、スロット４２０は、アドレス詳細を含むヘッダを有することができ、ＵＥ１３０は各スロット４２０内のヘッダをリッスンして送信がそれらに関連するか否かを決定することができる。この場合、ＵＥ１３０は、ヘッダを受信するために各スロット４２０の始めにアクティブであるだけでよい。他の技術はポーリングを含み、それによってＵＥ１３０は所与の時間量の間、待機状態に置かれ、フェムトセル２００はＵＥ１３０について何らかの待機データがあるかどうかを示すビーコンを周期的に送信する。これは、互換性のあるアクセスカードとアクセスポイントが省電力モードの設定についてネゴシエートするときに、８０２．１１ワイヤレスネットワークで使用され得る。ＭＡＣスケジューラ３００は、スケジューリング負荷を軽減し、それによってデータ処理ハードウェア２１０の計算負荷を軽減するために、これらおよび他の技術のうちの１つまたは複数を実装することができる。
【００３２】
スロットル機能３２０ｅは、フェムトセル２００の送信デューティサイクルを低減する。フェムトセル２００は、特定のインターレースまたはサブフレーム４１０上でのみスケジューリングすることによって時間領域でデシメーションを実行することができる。いくつかの例では、ＭＡＣスケジューラ３００は、選択されたサブフレーム４１０に関する情報を送信することによって送信および受信デューティサイクルを低減する。それにより、スロットル機能３２０ｅは、送信／受信デューティサイクルを低減することによって、データ処理ハードウェア２１０の計算負荷およびフェムトセル２００の全体的な電力消費を低減する。
【００３３】
図５は、フェムトセル２００などのセルラー基地局の温度を制御する方法５００のための動作の例示的な構成の概略図を提供する。動作５０２において、方法５００は、フェムトセル２００のデータ処理ハードウェア２１０において、フェムトセル２００のデータ処理ハードウェア２１０または電力増幅器２２０のうちの少なくとも一方の温度を測定するように構成された温度センサ２３０から温度測定値２３２を受信することを含む。動作５０４において、方法５００は、データ処理ハードウェア２１０によって、フェムトセル２００が閾値温度より上で動作しているかどうかを温度測定値２３２に基づいて判定することをさらに含む。フェムトセル２００が閾値温度より上で動作している場合、動作５０６において、方法５００は、データ処理ハードウェア２１０により、データ処理ハードウェア２１０または電力増幅器２２０のうちの少なくとも一方の電力消費低減をもたらすフェムトセル２００の電力消費特性の修正を行うことを含む。
【００３４】
いくつかの実装形態では、電力消費特性の修正を行うことは、ＵＥ１３０と通信するためのＰＤＳＣＨ周波数リソースおよび／またはＰＵＳＣＨ周波数リソースを低減することを含む。いくつかの例では、ＰＤＳＣＨ周波数リソースを低減することは、対応するダウンリンク通信フレーム４００のダウンリンクサブフレーム４１０ｄにつき、より少ない数のＵＥ１３０をスケジューリングすることを含む。例えば、方法５００は、対応するダウンリンク通信フレーム４００のダウンリンクサブフレーム４１０ｄについて現在スケジューリングされているＵＥ１３０の現在の数よりも少ない数のＵＥ１３０をスケジューリングすることを含むことができる。同様に、ＵＥ１３０と通信するためのＰＵＳＣＨ周波数リソースを低減することは、対応するアップリンク通信フレーム４００のアップリンクサブフレーム４１０ｕにつき、より少ない数のＵＥ１３０をスケジューリングすることを含み得る。例えば、方法５００は、対応するアップリンク通信フレーム４００のアップリンクサブフレーム４１０ｕについて現在スケジューリングされているＵＥ１３０の現在の数よりも少ない数のＵＥ１３０をスケジューリングすることを含み得る。
【００３５】
いくつかの実装形態では、ＰＤＳＣＨリソースおよび／またはＰＵＳＣＨ周波数リソースを低減することは、（たとえば、ＭＡＣスケジューラ３００を介して）ＵＥ１３０につき、より少ない数のリソースブロック４４０をスケジューリングすることを含む。各通信フレーム４００は、リソースブロック４４０を含むサブフレーム４１０を含む。
【００３６】
さらなる実装形態では、電力消費特性の修正を行うことは、電力増幅器２２０のパワースペクトル密度を低減することを含む。パワースペクトル密度はＰＤＳＣＨの尺度である。
【００３７】
さらに追加の実装形態では、電力消費特性の修正を行うことは、フェムトセル２００と通信しているＵＥ１３０の数を低減することを含む。例えば、方法は、ＵＥ１３０からのアクセス要求を拒否することを含み得る。
【００３８】
いくつかの実装形態では、電力消費特性の修正を行うことは、フェムトセル２００と通信している１つまたは複数のＵＥ１３０の受信モードをＤＲＸモードなどの不連続モードに変更することを含む。追加的または代替的に、電力消費特性の修正を行うことは、フェムトセル２００の送信デューティサイクルおよび／または受信デューティサイクルを低減することを含み得る。
【００３９】
本明細書に記載のシステムおよび技術の様々な実装形態は、デジタル電子回路および／または光回路、集積回路、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および／またはそれらの組み合わせで実現され得る。これらの様々な実装形態は、ストレージシステム、少なくとも１つの入力装置、および少なくとも１つの出力装置とデータおよび命令を送受信するために結合された、特殊目的または汎用目的であり得る少なくとも１つのプログラマブルプロセッサを含むプログラマブルシステム上で実行可能および／または解釈可能な１つまたは複数のコンピュータプログラムにおける実装を含み得る。
【００４０】
これらのコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーションまたはコードとしても知られる）は、プログラム可能なプロセッサのための機械命令を含み、高水準手続き型および／またはオブジェクト指向プログラミング言語で、および／またはアセンブリ／機械言語で実装することができる。本明細書で使用される場合、用語「機械可読媒体」および「コンピュータ可読媒体」は、機械可読信号として機械命令を受信する機械可読媒体を含むプログラム可能プロセッサに機械命令および／またはデータを提供するために使用される任意のコンピュータプログラム製品、非一時的コンピュータ可読媒体、装置および／またはデバイス（例えば、磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ））を指す。「機械可読信号」という用語は、機械命令および／またはデータをプログラマブルプロセッサに提供するために使用される任意の信号を指す。
【００４１】
本明細書に記載のプロセスおよび論理フローは、入力データを操作して出力を生成することによって機能を実行するために１つまたは複数のコンピュータプログラムを実行する１つまたは複数のプログラマブルプロセッサによって実行することができる。プロセスおよび論理フローは、例えばＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）などの専用論理回路によっても実行することができる。コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサは、例として、汎用および特殊用途の両方のマイクロプロセッサ、ならびに任意の種類のデジタルコンピュータの任意の１つまたは複数のプロセッサを含む。一般に、プロセッサは、読み出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、またはその両方から命令およびデータを受信する。コンピュータの必須要素は、命令を実行するためのプロセッサと、命令およびデータを格納するための１つまたは複数のメモリデバイスである。一般に、コンピュータは、データを記憶するための１つまたは複数の大容量記憶装置、例えば、磁気、光磁気ディスク、または光ディスクからデータを受信するか、またはそれらにデータを転送するように、またはその両方のために動作可能に結合されるか、またはそれらを含んでいる。しかしながら、コンピュータはそのような装置を有する必要はない。コンピュータプログラム命令およびデータを格納するのに適したコンピュータ可読媒体は、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュメモリ装置などの半導体メモリ装置、例えば、内蔵ハードディスクまたはリムーバブルディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、およびＣＤ−ＲＯＭおよびＤＶＤ−ＲＯＭディスクを例として含む、あらゆる形態の不揮発性メモリ、媒体およびメモリ装置を含む。プロセッサおよびメモリは、特殊目的の論理回路によって追加されるか、またはその中に組み込まれることが可能である。
【００４２】
ユーザとの対話を可能にするために、本開示の１つまたは複数の態様は、ユーザへ情報を表示するための、例えばＣＲＴ（陰極線管）、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタ、またはタッチスクリーンなどの表示装置、および任意選択で、それによりユーザがコンピュータに入力を提供することができる、例えばマウスまたはトラックボールのようなキーボードおよびポインティングデバイスを有するコンピュータ上で実施することができる。他の種類のデバイスを使用して同様にユーザとの対話を提供することができ、例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、任意の形態の感覚的フィードバック、例えば、視覚的フィードバック、聴覚的フィードバック、または触覚的フィードバックであり、ユーザからの入力は、音響、音声、または触覚入力を含む任意の形式で受け取ることができる。さらに、コンピュータは、ユーザによって使用されるデバイスに文書を送受信することによって、例えば、ウェブブラウザから受信した要求に応答してウェブページをユーザのクライアントデバイス上のウェブブラウザに送信することなどによって、ユーザと対話することが可能である。
【００４３】
いくつかの実装形態が説明された。それにもかかわらず、本開示の技術思想および範囲から逸脱することなく様々な修正がなされ得ることが理解されるであろう。したがって、他の実装形態は以下の特許請求の範囲内にある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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